Carte de puissance EMC

[alex68]

Bonjour a tous !
Voici le premier jet de ma carte de puissance !!
Cahier de charge :

- 48V
- 4A
- limitation de courant
- signal octocouplé
- entrées PWM DIR

Voici le schéma éléctrique, il n y a pas encore les valeurs des résistances dessus mais ca viendra....

Pour la limitation de courant , j ai fais une sorte de disjoncteur electronique avec aquitement via un bouton...

dites moi ce que vous en pensez.... c est mon premier projet en électronique !!

Merci

Alex Voir la pièce jointe Printing cartepuissance-sch.pdf

 

[MaX-MoD]

première chose que j'ai remarqué, c'est la mesure de tension: Le LM193 attaque directement la porte, c'est pas top:
l'AOP doit être alimenté en 48V+ mini pour foncionner correctement.
je dis 48V+ car la plus part des AOP ne font pas la différence entre VCC et VCC-0.5V.
un NPN règlera le problème de tension à la porte, par contre choisis un AOP qui soit adapté.
le LM193 a une tension d'alim max de 36V.

il y a d'autres truc je pense mais j'ai du mal ce soir, je regarderais ça à tête reposée demain.

 

[alex68]

Ah pour l aop !! nan c pas un LM193... ma biblotheque n est pas fournie.. j ai pris le premier composant ressemblant a un AOP comparateur..

Je cherche un AOP qui peut etre alimenté en 0- 5V, apparement ca existe ... ce sont des AOP "economique"

sinon il faut mesurer un delta de 0,4 V si l aop ne peut pas effectuer cela je vais monter un aop amplificateur avant le comparateur

Merci pour ton aide !! Max Mod !!!

A++

 

[MaX-MoD]

euh si tu montes la partie détection de courant a la partie haute du pont il va se prendre 48V dans les dents!
il faut que ses entrées supportent 48V et qu'il soit alimenté en + de 48V.


Aussi, pourquoi mettre un transistor en plus pour la limite en courant?

avec un petit arrangement tu peux couper tous tes transistors , pas besoin d'un 5e.

A+

 

[alex68]

il va se prendre 48V dans les dents!
il faut que ses entrées supportent 48V et qu'il soit alimenté en + de 48V.

ah oui c juste !! merci

avec un petit arrangement tu peux couper tous tes transistors , pas besoin d'un 5e

ok je vais y réfléchir........je vois pas encore comment mais je vais essayer !!

En tout cas merci !!

 

[MaX-MoD]

pour l'AOP il te faudra presque à coup sur un AOP "rail à rail" comme le LMC6462 de National Semiconductors, et mettre la résistance de mesure de courant entre tes deux transistors bas et la masse.

en pce jointe une partie de mon shema actuel:
L'aop compare (entrée +) l'intensité lue (U=R.I) avec la tension de référence, crée avec un régulateur à ~5V (à Zener ou à 7805) et un diviseur de tension (R5)
Si la limite est atteinte, l'AOP alimente les NPN qui saturent et portent les entrées des drivers de MOS à 0.

Je continues à bosser dessus mais je suis encore plus occupé en vacances qu'en périodes de cours XD

A+
Max

 

[alex68]

Bonjour,

Max Mod , je ne comprends pas pourquoi il faut place la prise de mesure du courant entre les deux transistors bas et la masse !!

C est koi la différence avec mon montage?
- la tension est elle toujour la meme ? 48 V
- L intensité change t elle ? on a plus 4 A ?

Maintenant j ai essayé de cherche dans le fouilli de de datasheet sur le net.. mais j arrive pas a trouvé l info ou il dise la tension max qu on peut comparer !!

Merci d avance !!

 

[MaX-MoD]

je croyais que c'était assez clair, j'ai pas commenté mon shema.

la prise de courant entre masse et les deux transistors bas (attention pas ceux du shema que j'ai posté ) sert à éviter le 48V sur les entrées de l'AOP justement

la chute de tension due à I se lira alors entre la masse et la résistance -> <1V!

 

[alex68]

tu m excuses j suis assez long a comprendre....

SI j ai A PRESENT compris, c est comme ca qu il faut placer la resistance de prise de courant ??

si c toujours faut excuses moi........

parce que dans un sens du moteur la resistance n es pas pris en compte, je pense

Merci

Alex

 

[MaX-MoD]

ne t excuse pas, mes explications n etaient pas très claires
si je chope un pc ce soir je te fais un schema.

Max

 

[Doctor_itchy]

en effet parçeque le dernier schema est pas bon tu ne mesureas rien du tout lol

 

[MaX-MoD]

ça ressemble plustot à ça

 

[alex68]

Oui merci pour votre aide !! en effet c est VRAIMENT n importe quoi ce que j ai fais !!!

C etais au reveil lol !!

Nan en traversant l alsace du haut en bas j ai eut le tps a refléchir au problème en effet !! je suis arrivé au meme schéma que toi !!

Helas chez mes parents la connexion est relativement limitée..... surement a cause de tous ces sapins...lol

Bref voici une autre version proche de la tienne !!Max Mod

Maintenant j ai aussi réfléchit a ce que tu m a dis, en effet le 5 emme transistor pourra etre supprimé, si I lim est supérieur a 4 A l ampli sort un signal 5 V et donc je pense intégrer une porte OU avant les 2 transistors du haut du pont par conséquent ils seront bloqué en cas de sur intensité...

En tout cas merci pour votre aide !! Voir la pièce jointe Printing cartepuissance2-sch.pdf

 

[MaX-MoD]

Je viens de remarquer:
le circuit que tu as fait fait un comparateur à hystérésis centré sur 0, non?

le problème c'est qu'il doit être centré sur U[sub]0[/sub]=R.I[sub]lim[/sub]

donc il te faut une référence de tension U[sub]0[/sub] à l'entrée (-) de l'AOP

regardes ici, il faut aussi que VN > 0 sinon une fois I max attinte il n'y aura plus de courant dutout!

bonnes fêtes

Max

 

[alex68]

Ben moi ce que je vouyais c est qu une foix le courant max atteint, on bloque le courant, ca serre a rien si les moteurs bloquent de continuer a les faire tourner sous 4 ampères....ils vont chauffer pour rien.. donc c pour cela que j ai mis une mémoire type bascule RS avec un reset via un bouton...

Donc si il y a un bloquage on recule l outil un peu a la main et on aquitte le defaut via le bouton et on modie le prog pour prendre des passes plus " soft " !!

Joyeuses fêtes à vous tous aussi !!

 

[MaX-MoD]

ah eu, déjà tu vas avoir un problème de toute façon si tu ne met pas de résistance entre la sortie de l'AOP et le tension +5V (un comparateur à hystérisis est fourbe: on ne sait pas quel état il prendra à sa mise sous tension)

et aussi si il est marqué "4A continuous" ou "rated amp: 4A" et. ça veut dire que le moteur peut fonctionner 100% du temps à 4A.
aussi les servos c'est pas comme les pap: ils sont disons 70% du temps à une intensité faible, et le restant du temps à une intensité bien plus haute que l'intensité nominale.
il te FAUT dépasser les 4A pour exploiter au mieuxtes servos.
régler le "disjoncteur" à 15A (par exemple) te pemettera d'obtenir de bien meilleures performances (que ce soit en vitesse d'usinage, en accélération, en temps de réponse), et si toutes fois les transistors tiennent ce courant, sans cramer ton moteur.

saches aussi que les NPN ne sont pas comme les MOS par exemple, ils ne peuvent pas débiter plus que leur courant maximal.
donc si tu utilises des NPN 4A la meilleure chose à faire est de mettre une sonde de température auprès des transistors pour limiter leur dissipation.
si tu as des NPN 5A+ et que tu veux absolument rester à 4A alors la résistance de mesure de courant et l'AOP seront utilies.

autre méthode de régulation de courant: jouer sur l'intensité qui rentre dans la base des transistors.
l'intensité max débitée par le NPN sera alors I[sub]base[/sub]* β (ou α , je sias plus) à β est le ain en courant du transistor.
mais c'est plus délicat à régler (il me semble me souvenir que β dépend de la température)

Dans le cas de MOS il te faut absolument une mesure d'intensité, leur limite en intensité est bcp plus élevée et provoquent généralement leur destruction.

 

[alex68]

bonjour,
je pense prendre des transistors TIP 14x avec un courant donné à Ic =10 A et Icp =15A et alors régler le dijoncteur a 10 A ! sur tes conseils

Qu est ce que tu penses c est mieux un dijoncteur ou un régulateur...
parceque si tu me dit qu il va sauter a chaque acceleration... a moins que je "bride " l accélération sur le soft... et le réglage sera une méthode empirique...

Moi j ai peur avec un régulateur de cramer mes moteurs... si tu prends une trop grosse passe, l outil rester planté et la sa va chauffer....

Sinon j ai vu sur les cartes de puissance souvent un énorme condo en parallele avec le moteur !! il est pas la lui pour justement se decharger lors d une accélération par exemple quand on a besoin subitement plus d ampérage ?

merci

 

[Yann]

Bonjour,
Il faut faire un montage avec LIMITEUR de courant. C'est à dire que le courant sera limité à une certaine valeur. Si la demande de courant pour satisfaire à une accélération par exemple, est supérieure, le moteur ne grillera pas ou les transistors de puissance et un signal ( une DEL sur mes ampli ) indiquera à l'utilisateur qu'il y a eu une "erreur" donc à lui de régler son soft pour éviter cela.

 

[alex68]

Ok alors ce que je vais faire c est mettre en place un limiteur genre règlé a 10 - 12 A et un "dijoncteur" avec une tempo de genre 3 , 4 secondes reglé a 7, 8 A je pense ce sera un bon compromis, en 4 seconde le moteur de grillera pas !!

Qu en pensez vous ?

Est ce que ce schéma est valable pour la limitation ?

http://electronique.first.homeunix.org/ ... ourant.php

Merci

A++

 

[Yann]

Bonjour,
J'ai des ampli BF linéaires sur ma chaine HIFI et les mêmes pour un asservissement analogique de moteurs et c'est le principe utilisé pour limiter le courant. Ceci dit je ne suis pas électronicien de métier.

 

[MaX-MoD]

avec ce shema de limiteur de courant, pas besoin d'aop ou autre, juste un fusible traditionnel si tu veux (rapide de préférence)
avec ce gégulateur la perte de tension sera de 1.2V au maximum.

le rendement sera encore un peu moins bon, mais c'est assez facile à mettre en place.

bon courage pour la suite

Max

 

[alex68]

ok merci !!

parce que j ene crois pas qu il existe des regulateurs en 48 V !!

Sinon il faut mettre en place un aop et qui pilote la base d un transistor et jouer avec Ibase* β c est bien ca ?

Si t as un schéma.... d un autre montage je suis preneur !!!!

Parce que avec toutes ces resistance j ai bientot plus que du 40 V lol !!

En tout cas merci pour vos aides !!

 

[MaX-MoD]

la puissance dissipée est ici est assez haute..
eh oui, Q1 ne travaille pas en mode saturé donc la tension à ses bornes n'est pas de 0.6V et, moteur bloqué, Q1 dissipe:
W[sub]dissipée, max[/sub] = I[sub]max[/sub]*(2*V[sub]alim[/sub] - R[sub]mot[/sub]*I[sub]max[/sub])

et au minimum:
W[sub]dissipée,min[/sub] = I[sub]max[/sub]*0.6

pour 4 ? : W[sub]dissipée[/sub] = 10A * (2*48 - 4*10)= 560W
pour 6? : W[sub]dissipée[/sub] = W[sub]dissipée,min[/sub] = 6W

pourquoi 2*48V?
car l'inertie du moteur fait que lors d'une invertion de sens de rotation, le moteur créé une tension inverse (de 48V au max) qui s'ajoute à celle de l'alimentation.

sache que Q2 ne doit pas être un transistor de puissance.
un BC547 devrait suffire

EDIT: c'est dur de réfléchir ces derniers temps...
j'ai corrigé la dissipation, je n'avais pas pris en compte la force électromotrice du moteur crée lors de la rotation du moteur (c'est pour ça que j'ai grillé mes MOS )

 

[alex68]

attends un transistor peut dissiper 500 w ??? il va pas cramer ??
bon je viens d acheter sur ebay une alim fait que 350 w et 7,2 A donc ca va.....

 

[MaX-MoD]

Ben justement, si il dissipe 500W il va cramer si il n'est pas bien dimensionné!

Je ne pense pas que faire un limitateur en linéaire soit la bonne solution, désolé j'avais répondu un peu trop vite.

sinon la pluto ne peut pas sortir deux PWM au lieu de PWM+Dir?
tu as toujours la solution driver de MOS simple entrée+porte inverseuse+AOP.

si j'ai le temps je te fais un petit schéma en PWM+Dir avec limitation de courant, et avec des drivers MOS simple entrée.
je pense que ce sera le mieux dans ton cas...

A+

 

[MaX-MoD]

Je crois que tu ferais mieux de faire une carte de puissance à MOS de ce genre (attachement)
Limitation d'intensité réglable, entrée PWM+DIR et une entrée de desactivation.

Tu travailles avec Eagle?
Je peux exporter en format Eagle mais il me parle de truc zarb...
enfin bon c'est dans le zip.

sinon tu peux télécharger la démo de target ici sur leur site

J'en dirais plus les prochaines heures.

Voir la pièce jointe HMOS EMC.zip

 

[alex68]

Merci pour ton aide !!

Je travaille enfin c est un grand mot !! c est le premier schéma de ma vie !! avec KICAD

C est koi l avantage des MOS?

Ton schéma est compatible avec du 48v ? c est koi les composants a recalculer ?

En tout cas merci !! et bonne soiree !!!

 

[MaX-MoD]

les MOS sont des transistors MOSFET, un type particulier, très répandu, qui travaille un peu comme une résistance variable commandée en tension.
l'avantage, c'est qu'ils ont une chute de tension faible, une intensité admissible élevée et ne coûtent pas grand chose.

mais vu qu'ils sont commandés en tension leur commande est un chouilla plus compliquée, aussi il est plus simple (et plus efficace) d'utiliser un driver de MOS, taillé dans cet unique but.

sur ce shemas j'ai mis les premiers MOS TO220 que j'avais sous la main, mais ils peuvent être remplacés pas d'autres MOS pour atteindre plus de 100V et 50A sans problèmes. C'est la seule chose à changer pour atteindre 48V.


Ah, KiCad, je n'ai pas accroché dutout mais plein l'adorent
Mais comme je suis bien avec Target, je n'ai pas vraiment essayé de prendre la bête en main.
Je ne suis pas sur qu'il importe les fichiers Eagle... oui, non?

Je vais encore paufiner mon shemas (oups, j'ai oublié l'hysérésis sur le comparateur ), et je metterais un fichier texte ou pdf sur le fonctionnement.

pour le pcb par contre... vu que ma clef USB est partie vers un monde meilleur en emportant avec elle les précédentes ébauches que j'avais faites, je ne sais pas si je vais avoir le courage de tout router à nouveau... suis deg

 

[alex68]

c est vrai des transistors NPN et PNP c est pas la joie avec des grandes puissance... mais j suis méga decu de mon premier projet en electronique ... qui va finir a la boubelle.... et si je mettais un regulateur de ce type

 

[MaX-MoD]

quant on apprend l'électronique en partant de zéro, on apprend souvent par l'erreur
Crois moi, c'est comme ça que j'ai commencé, mais je n'ai jamais baissé les bras, et du coup aujourd'hui j'arrive enfin à faire des circuits à PIC, à MOS etc. etc.

Le schémas que tu montre est un régulateur de tension, auquel on ajoute un transistor ballast pour avoir un meilleur courant de sortie (max 5.5A au lieu de 1A), ce n'est pas ce qu'il nous faut...

Les transistors bipolaires ne sont pas vraiment adaptés aux grandes puissances, mais dans les puissances faibles, quel plaisir de travailler en linéaire!
les schémas sont plus simples, il faut pas trois tonnes de condensateurs, d'inductances pour supprimer les parasites, etc.

Allez courage, tu en verras verra bientôt le bout